CN109687491A - 一种充放电系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种充放电系统及其控制方法，其中该系统包括：充放电接口装置、控制装置、快慢充放电系统控制装置和接入电网装置；所述控制装置用于控制所述接入电网装置、所述快慢充放电系统控制装置通过所述充放电接口装置进行充放电；其中，控制装置在所述充放电接口装置接入单枪且充放电需求功率超过设定阈值时，控制所述快慢充放电系统控制装置中的接触器闭合；在所述充放电接口装置接入单枪且充放电需求功率低于设定阈值或者所述充放电接口装置接入双枪时，控制所述快慢充放电系统控制装置中的接触器断开。从而可以实现双枪充电接口的双向充放电。
Description
技术领域
本申请涉及新能源汽车充电技术领域，尤其涉及一种充放电系统及其控制方法。
背景技术
本部分旨在为权利要求书中陈述的本申请实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。
电动汽车车辆到电网(Vehicle to grid，V2G)技术是指电动汽车给电网送电的技术，其核心思想就是利用大量电动汽车的储能源作为电网和可再生能源的缓冲。汽车到电网技术正受到人们的广泛关注，通过V2G，电网效率低以及可再生能源波动的问题可以得到很大程度的缓解，还可以为电动车用户创造收益。
现有的双向充电设备在充电过程中，单枪输出，充电设备利用率低。
发明内容
本申请实施例提供一种充放电系统及其控制方法，可以实现双枪充电接口的双向充放电。
第一方面，提供一种充放电系统，该系统包括：充放电接口装置、控制装置、快慢充放电系统控制装置和接入电网装置；
其中，所述接入电网装置的输出端与所述快慢充放电系统控制装置的输入端相连，所述快慢充放电系统控制装置输出端与所述充放电接口装置的输入端相连，所述控制装置与所述接入电网装置、所述快慢充放电系统控制装置和所述充放电接口装置相连；
所述接入电网装置用于接入电网；所述快慢充放电系统控制装置包括接触器，用于接通和切断电路；所述控制装置用于控制所述接入电网装置、所述快慢充放电系统控制装置通过所述充放电接口装置进行充放电；其中，控制装置在所述充放电接口装置接入单枪且充放电需求功率超过设定阈值时，控制所述快慢充放电系统控制装置中的接触器闭合；在所述充放电接口装置接入单枪且充放电需求功率低于设定阈值或者所述充放电接口装置接入双枪时，控制所述快慢充放电系统控制装置中的接触器断开。
第二方面，提供一种利用第一方面的充放电系统的控制方法，该控制方法包括：
控制装置在所述充放电接口装置接入单枪且充放电需求功率超过设定阈值时，控制所述快慢充放电系统控制装置中的接触器闭合；在所述充放电接口装置接入单枪且充放电需求功率低于设定阈值或者所述充放电接口装置接入双枪时，控制所述快慢充放电系统控制装置中的接触器断开。
本申请提供的充放电系统中，控制装置用于控制所述接入电网装置、所述快慢充放电系统控制装置通过所述充放电接口装置进行充放电；其中，控制装置在所述充放电接口装置接入单枪且充放电需求功率超过设定阈值时，控制所述快慢充放电系统控制装置中的接触器闭合；在所述充放电接口装置接入单枪且充放电需求功率低于设定阈值或者所述充放电接口装置接入双枪时，控制所述快慢充放电系统控制装置中的接触器断开。从而实现了双枪充电接口的双向充放电，提高了充电设备的利用率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
图1为本申请实施例中提供的一种充放电系统装置结构示意图；
图2为本申请实施例中提供的一种充放电系统电路结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
下面参考本申请的若干代表性实施方式，详细阐释本申请的原理和精神。
虽然本申请提供了如下述实施例或附图所示的方法操作步骤或装置结构，但基于常规或者无需创造性的劳动在所述方法或装置中可以包括更多或者更少的操作步骤或模块单元。在逻辑性上不存在必要因果关系的步骤或结构中，这些步骤的执行顺序或装置的模块结构不限于本申请实施例或附图所示的执行顺序或模块结构。所述的方法或模块结构的在实际中的装置或终端产品应用时，可以按照实施例或者附图所示的方法或模块结构进行顺序执行或者并行执行。
双向充电桩主要指在微网的控制下来实现车载电池系统与光伏电网之间双向通信的一种直流充电设施。双向充电桩固定在电动汽车外，与电网相连，为非车载的电动汽车动力电池提供直流充电服务。双向充电桩的输出电流为直流，输出电压满足充电对象的电池制式要求。
电动汽车与电网互动是指电动汽车作为分布式储能单元，以充电和放电的形式参与电网的调控。当电网负荷过高时，由电动汽车储能源向电网馈电；而当电网负荷低时，用来存储电网过剩的发电量，避免造成浪费，从而实现电力系统的削峰填谷。可以看出，利用电动汽车电池作为电网储能源是可行的。从直接效益来看，通过V2G可以利用电动车电池作为电网的缓冲，为电网提供辅助服务，如调峰、无功补偿等；还能为车主提供额外的收入，抵消购买电动汽车的部分花费，有利于清洁汽车的普及；以及增加电网稳定性和可靠性，降低电力系统运营成本。此外，从长远看，V2G能减少对新发电基础设施的投资，产生能量存储缓冲，从而为可再生能源提供支持；由于电动汽车的大量使用可以减少温室气体的排放。
现有的双向充电设备在充电过程中，单枪输出，功率不可分配。产品单一，使得充电设备利用率低。
本申请实施例提供一种充放电系统及其控制方法，图1示出了充放电系统结构示意图，充放电接口装置101、控制装置107、快慢充放电系统控制装置103和接入电网装置106。
其中，所述接入电网装置106的输出端与所述快慢充放电系统控制装置103的输入端相连，所述快慢充放电系统控制装置103输出端与所述充放电接口装置101的输入端相连，所述控制装置107与所述接入电网装置106、所述快慢充放电系统控制装置103和所述充放电接口装置101相连。
所述接入电网装置106用于接入电网；所述快慢充放电系统控制装置103包括接触器，用于接通和切断电路；所述控制装置107用于控制所述接入电网装置106、所述快慢充放电系统控制装置103通过所述充放电接口装置101进行充放电；其中，控制装置107在所述充放电接口装置101接入单枪且充放电需求功率超过设定阈值时，控制所述快慢充放电系统控制装置103中的接触器闭合；在所述充放电接口装置101接入单枪且充放电需求功率低于设定阈值或者所述充放电接口装置101接入双枪时，控制所述快慢充放电系统控制装置103中的接触器断开。
其中，所述快慢充放电系统控制装置103包括第一接触器和第二接触器；控制装置107在所述充放电接口装置101接入单枪且充放电需求功率超过设定阈值时，控制所述快慢充放电系统控制装置103中的第一接触器和第二接触器闭合；在所述充放电接口装置101接入单枪且充放电需求功率低于设定阈值或者所述充放电接口装置101接入双枪时，控制所述快慢充放电系统控制装置103中的第一接触器和第二接触器断开。
所述充放电接口装置101包括第一充放电接口和第二充放电接口；第一充放电接口和第二充放电接口用于充放电接口装置101接入单枪或双枪。
所述充放电系统还包括：第一计量装置102、第二计量装置105和功率变换装置104；所述第一计量装置102设置在所述充放电接口装置101和所述快慢充放电系统控制装置103之间，所述第二计量装置105和所述功率变换装置104设置在所述快慢充放电系统控制装置103和所述接入电网装置106之间；所述控制装置107与所述第一计量装置102、所述第二计量装置105和功率变换装置104相连。
所述第一计量装置102用于计量所述充放电接口装置101的充电功率，所述第二计量装置105用于计量所述充放电接口装置101的放电功率，所述功率变换装置用于所述充放电接口装置101充放电时进行功率转换。
所述第一计量装置102包括第一计量表和第二计量表；其中，所述第一计量表用于计量所述第一充放电接口的充电功率，所述第二计量表用于计量所述第二充放电接口的充电功率。所述第二计量装置105包括第三计量表、第四计量表和第五计量表；其中，第三计量表用于计量所述充放电接口装置101接入双枪时，所述第一充放电接口的放电功率；第四计量表用于计量所述充放电接口装置101接入双枪时，所述第二充放电接口的放电功率；第五计量表用于计量所述充放电接口装置101接入单枪时，所述第一充放电接口或所述第二充放电接口的放电功率。
所述功率变换装置104包括第一功率变换模块和第二功率变换模块，所述第一功率变换模块和所述第二功率变换模块均用于所述充放电接口装置101充放电时的功率变换。
当所述充放电接口装置101接入双枪时，所述第一功率变换模块用于为所述第一充放电接口提供功率变换，所述第二功率变换模块用于为所述第二充放电接口提供功率变换。
当所述充放电接口装置101接入单枪时，所述第一功率变换模块和所述第二功率变换模块共同为所述第一充放电接口或所述第二充放电接口提供功率变换。
本申请实施例还提供一种基于上述充放电系统的控制方法，用于控制充放电系统进行充放电，该控制方法包括：
控制装置107在所述充放电接口装置101接入单枪且充放电需求功率超过设定阈值时，控制所述快慢充放电系统控制装置103中的接触器闭合；在所述充放电接口装置101接入单枪且充放电需求功率低于设定阈值或者所述充放电接口装置101接入双枪时，控制所述快慢充放电系统控制装置103中的接触器断开。
具体地，所述控制装置107在所述充放电接口装置101接入单枪且充放电需求功率超过设定阈值时，控制所述快慢充放电系统控制装置103中的接触器闭合，包括：
当所述充放电接口装置101接入单枪，以及充放电需求功率超过所述充放电接口装置101最大功率的1/2时，控制装置107控制所述接触器闭合，所述充放电接口装置101以最大功率充放电。
具体地，所述控制装置107在所述充放电接口装置101接入单枪且充放电需求功率低于设定阈值时，控制所述快慢充放电系统控制装置103中的接触器断开，包括：
当所述充放电接口装置101接入单枪，以及充放电需求功率低于所述充放电接口装置101最大功率的1/2时，控制装置107控制所述接触器断开，所述充放电接口装置101以最大功率的1/2充放电。
具体地，所述控制装置107在所述充放电接口装置101接入双枪时，控制所述快慢充放电系统控制装置103中的接触器断开，包括：
当所述充放电接口装置101接入双枪时，控制装置107控制所述接触器断开，所述充放电接口装置101以最大功率的1/2充放电。
图2示出了本申请实施例提供的充放电系统电路接线图，如图2所示，A部分是接入电网装置，B部分是交流计量装置，C部分是功率变换装置，D部分是快慢充放电系统控制装置，E部分是直流计量装置，F部分是充放电接口装置。
充放电接口装置F有两个充放电接口，为充放电接口1和充放电接口2，用于用户接入单枪或者双枪以此对电动汽车进行充放电。
控制装置连接各A～F装置，用于控制各装置对电动汽车进行充放电及电量的计量。控制装置包括控制板1和控制板2；其中，控制板1对应连接充放电接口1，控制板2对应连接充放电接口2。
接入电网装置A为充放电系统与电网的互动部分。当充放电系统充电时，接入电网装置从电网取三相交流电；当充放电系统放电时，接入电网装置将功率转换装置转换后的交流电并网。
交流计量装置B包括计量表W3、计量表W4和计量表W5，均可以是双向交流电能表。其中，计量表W5为总表，计量表W3和计量表W4分别对应计量充放电接口1和充放电接口2的放电电量。当充放电系统单枪接入放电时，计量表W5用于计量单枪放电时的并网交流电量；当充放电系统单枪双枪接入放电时，计量表W3和计量表W4用于计量充放电系统并网交流电量。同时，控制装置的控制板1和/或控制板2显示计量表W3和/或计量表W4和/或计量表W5的电量数据。
功率变换装置C包括AC/DC模块和DC/DC模块，用于交直流转换和高低压转换。功率变换装置实现的是能量的双向流动，当用户使用充电桩时，能量可以从交流电网通过功率变换单元变换成直流电，提供给用户充电使用，也可以从直流电网通过功率变换装置变换成交流电，将交流电反馈并网。功率变换装置分为第一功率变换单元和第二功率变换单元。当系统双枪接入时，第一功率变换单元和第二功率变换单元各为充放电接口1和充放电接口2提供功率变换；当系统双枪单枪接入时，第一功率变换单元和第二功率变换单元通过快慢充放电系统控制装置D连通，共同为其中一个充放电接口提供功率变换。
快慢充放电系统控制装置D包括两个接触器K5和K6，均可以是直流接触器。当系统接入单枪充放电时，根据车辆电池管理系统(Battery Management System，BMS)充放电需求，所需充放电功率若超过充放电系统最大输出功率的1/2时，快慢充放电系统控制装置内K5、K6闭合，充放电接口单枪输出最大输出功率，此定义为单枪快速充放电；单枪充放电功率若低于充电系统最大输出功率的1/2时，快慢充电系统控制装置的K5和K6断开，充放电接口单枪输出设备最大输出功率的1/2，此为单枪慢速充放电。
当系统接入双枪充放电时，根据BMS充放电需求，双枪充放电电量超过充放电系统最大输出功率的1/2时，快慢充电系统控制装置的K5和K6断开，各充放电接口分别输出设备最大输出功率的1/2，此时可两枪同时给两辆车充放电，此定义为双枪慢速充放电。
直流计量装置E分为直流计量装置E(1)和E(2)，分别包括计量表W1和计量表W2，均可以是单向直流计量表。系统接入双枪同时充电时，计量表W1和计量表W2分别对充放电接口1和充放电接口2分路的充电功率进行计量；当系统接入单枪充电时，计量表W1或者计量表W2分别对充放电接口1或者充放电接口2分路的充电功率进行计量。同时，控制装置的控制板1和/或控制板2显示计量表W1和/或计量表W2的电量数据。
本申请提供的充放电系统为基于V2G双向交直流计量双枪快慢充电系统，可在一个系统内适应多种不同应用场景，从而充分提高了充电桩利用率。例如，电动汽车可以在白天临时补电，接入单枪高功率快速充电；在夜间，电动汽车集中充电，实现低功率慢速充电。同时，能够实现和电网的V2G双向计量及能量流动。在双枪同时充电时，可分别计量各充电接口的交流输入电量、直流输出电量。在单枪充电时，能够实现单枪接口设备最大功率输出，并且同时计量单接口的交流输入电量、直流输出电量。在双枪同时放电时，可分别对各接口的交流放电电量进行计量。在单枪放电时，能够实现单枪接口设备的最大交流放电电量进行计量。
综上所述，本申请实施例提供的充放电系统及其控制方法，控制装置用于控制所述接入电网装置、所述快慢充放电系统控制装置通过所述充放电接口装置进行充放电；其中，控制装置在所述充放电接口装置接入单枪且充放电需求功率超过设定阈值时，控制所述快慢充放电系统控制装置中的接触器闭合；在所述充放电接口装置接入单枪且充放电需求功率低于设定阈值或者所述充放电接口装置接入双枪时，控制所述快慢充放电系统控制装置中的接触器断开。从而实现了双枪充电接口的双向充放电，提高了充电设备的利用率。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述的具体实施例，对本申请的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本申请的具体实施例而已，并不用于限定本申请的保护范围，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种充放电系统，其特征在于，包括：充放电接口装置、控制装置、快慢充放电系统控制装置和接入电网装置；
其中，所述接入电网装置的输出端与所述快慢充放电系统控制装置的输入端相连，所述快慢充放电系统控制装置输出端与所述充放电接口装置的输入端相连，所述控制装置与所述接入电网装置、所述快慢充放电系统控制装置和所述充放电接口装置相连；
所述接入电网装置用于接入电网；所述快慢充放电系统控制装置包括接触器，用于接通和切断电路；所述控制装置用于控制所述接入电网装置、所述快慢充放电系统控制装置通过所述充放电接口装置进行充放电；其中，控制装置在所述充放电接口装置接入单枪且充放电需求功率超过设定阈值时，控制所述快慢充放电系统控制装置中的接触器闭合；在所述充放电接口装置接入单枪且充放电需求功率低于设定阈值或者所述充放电接口装置接入双枪时，控制所述快慢充放电系统控制装置中的接触器断开。
2.如权利要求1所述的充放电系统，其特征在于，所述充放电系统还包括：第一计量装置、第二计量装置和功率变换装置；
所述第一计量装置设置在所述充放电接口装置和所述快慢充放电系统控制装置之间，所述第二计量装置和所述功率变换装置设置在所述快慢充放电系统控制装置和所述接入电网装置之间；所述控制装置与所述第一计量装置、所述第二计量装置和功率变换装置相连；
所述第一计量装置用于计量所述充放电接口装置的充电功率，所述第二计量装置用于计量所述充放电接口装置的放电功率，所述功率变换装置用于所述充放电接口装置充放电时进行功率转换。
3.如权利要求2所述的充放电系统，其特征在于，所述充放电接口装置包括第一充放电接口和第二充放电接口；所述第一计量装置包括第一计量表和第二计量表；其中，所述第一计量表用于计量所述第一充放电接口的充电功率，所述第二计量表用于计量所述第二充放电接口的充电功率。
4.如权利要求2所述的充放电系统，其特征在于，所述充放电接口装置包括第一充放电接口和第二充放电接口；所述第二计量装置包括第三计量表、第四计量表和第五计量表；其中，第三计量表用于计量所述充放电接口装置接入双枪时，所述第一充放电接口的放电功率；第四计量表用于计量所述充放电接口装置接入双枪时，所述第二充放电接口的放电功率；第五计量表用于计量所述充放电接口装置接入单枪时，所述第一充放电接口或所述第二充放电接口的放电功率。
5.如权利要求2所述的充放电系统，其特征在于，所述功率变换装置包括第一功率变换模块和第二功率变换模块，所述第一功率变换模块和所述第二功率变换模块均用于所述充放电接口装置充放电时的功率变换。
6.如权利要求5所述的充放电系统，其特征在于，所述充放电接口装置包括第一充放电接口和第二充放电接口；所述第一功率变换模块和所述第二功率变换模块均用于所述充放电接口装置充放电时的功率变换，包括：
当所述充放电接口装置接入双枪时，所述第一功率变换模块用于为所述第一充放电接口提供功率变换，所述第二功率变换模块用于为所述第二充放电接口提供功率变换；
当所述充放电接口装置接入单枪时，所述第一功率变换模块和所述第二功率变换模块共同为所述第一充放电接口或所述第二充放电接口提供功率变换。
7.一种利用权利要求1至6任一项所述的充放电系统的控制方法，其特征在于，包括：
控制装置在所述充放电接口装置接入单枪且充放电需求功率超过设定阈值时，控制所述快慢充放电系统控制装置中的接触器闭合；在所述充放电接口装置接入单枪且充放电需求功率低于设定阈值或者所述充放电接口装置接入双枪时，控制所述快慢充放电系统控制装置中的接触器断开。
8.如权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述控制装置在所述充放电接口装置接入单枪且充放电需求功率超过设定阈值时，控制所述快慢充放电系统控制装置中的接触器闭合，包括：
当所述充放电接口装置接入单枪，以及充放电需求功率超过所述充放电接口装置最大功率的1/2时，控制装置控制所述接触器闭合，所述充放电接口装置以最大功率充放电。
9.如权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述控制装置在所述充放电接口装置接入单枪且充放电需求功率低于设定阈值时，控制所述快慢充放电系统控制装置中的接触器断开，包括：
当所述充放电接口装置接入单枪，以及充放电需求功率低于所述充放电接口装置最大功率的1/2时，控制装置控制所述接触器断开，所述充放电接口装置以最大功率的1/2充放电。
10.如权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述控制装置在所述充放电接口装置接入双枪时，控制所述快慢充放电系统控制装置中的接触器断开，包括：
当所述充放电接口装置接入双枪时，控制装置控制所述接触器断开，所述充放电接口装置以最大功率的1/2充放电。
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2018
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